基于VC的串行通信技术应用实例10415.pdf

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1、1/3 基于 VC 的串行通信技术应用实例 作者：出处：论坛责任编辑：方舟 2003-10-13 18:04 本文将介绍在 Windows 平台下串行通信的工作机制和用 VC 设计串行通信程序的编程方法 串行通信的操作方式 下面我们将介绍串行通信的几种操作方式：1.同步方式 同步方式中，读串口的函数试图在串口的接收缓冲区中读取规定数目的数据，直到规定数目的数据全部被读出或设定的超时时间已到时才返回。例如:MTIMEOUTS timeOver;memset(&timeOver,0,sizeof(timeOver);DWORD timeMultiplier,timeConstant;timeOve

2、r.ReadTotalTimeoutMultiplier=timeMultiplier;timeOver.ReadTotalTimeoutConstant=timeConstant;SetmTimeouts(hport,&timeOver);ReadFile(hport,inBuffer,nWantRead,&nRealRead,NULL);MTIMEOUTS 结构用于设置读写函数的等待时间。在 ReadFile 函数中 hport 为待读串口句柄；inBuffer 为输入缓冲区大小；nWantRead 为每次调用 ReadFile 时，函数试图读出的字节数；nRealRead 为实际读出的字

3、节数；最后一个参数值NULL代表ReadFile将采用同步文件读写的方式。如果所规定的待读取数据的数目 nWantRead 较大且设定的超时时间也较长，而接收缓冲区中数据较少，则可能引起线程阻塞。解决这一问题的方法是检查STAT 结构的 cbInQue成员，该成员的大小即为接收缓冲区中处于等待状态的 数据的实际个数。如果令 nWantRead 的值等于 STAT.cbInQue，就能较好地防止线程阻塞。2.查询方式 查询方式，即一个进程中的某一线程定时地查询串口的接收缓冲区，如果缓冲区中有数据，就读取数据；若缓冲区中没有数据，该线程将继续执行，因此会占用大量的 CPU 时间，它实际上是同步方式

4、的一种派生。例如:MTIMEOUTS timeOver;memset(&timeOver,0,sizeof(timeOver);2/3 timeOver.ReadIntervalTimeout=MAXWORD;SetmTimeouts(hport.&timeOver);ReadFile(hport.inBuffer.nWantRead.&nRealRead,NULL);除了 MTIMEOUTS 结构的变量 timeOver 设置不同外，查询方式与同步方式在程序代码方面很类似，但二者的工作方式却差别很大。尽管 ReadFile 采用的也是同步文件读写方式，但由于 timeOver 的区间超过时间

5、设置为 MAXWORD，所以ReadFile 每次将读出接收队列中的所有处于等待状态的数据，一次最多可读出nWantRead 个字节的数据。3.异步方式 异步方式中，利用 Windows 的多线程结构，可以让串口的读写操作在后台进行，而应用程序的其他部分在前台执行。例如:OVERLAPPED wrOverlapped;MTIMEOUTS timeOver;memset(&timeOver.0.sizeof(timeOver);DWORDtimeMultiplier,timeConstant;timeOver.ReadTotalTimeoutMultiplier=timeMultiplier;t

6、imeOver.ReadTotalTimeoutConstant=timeConstant;SetmTimeouts(hport,&timeOver);wrOverlapped.hEvent=CreateEvent(NULL.TRUE,FALSE,NULL);ReadFile(hport,inBuffer,nWantRead,&nRealRead,&wrOverlapped);GetOverlappedResult(hport,&wrOverlapped,&nRealRead,TRUE);ResetEvent(wrOverlapped.hEvent);上面代码中的 ReadFile 由于采用了

7、异步方式，所以它只返回数据是否已开始读入的状态，并不返回实际的读入数据，即 ReadFile 中的 nRealRead 无效。实际读入的数据是由 GetOverlappedResult 函数返回的，该函数的最后一个参数值为 TRUE，表示它等待异步操作结束后才返回到应用程序，此时，GetOverlappedResult 函数与 WaitForSingleObject 函数等效。当采用异步方式时，在用 CreateFile 打开串口设备时，CreateFile 函数的参数 fdwAttrsAndFlags 必须设为 FILE_FLAG_ OVERLAPPED。在 Windows 中，只有在串行设

8、备上才支持异步文件读写，并且，GetOverlappedResult 函数也只支持串行设备或用 DeviceloControl 函数打开的文件。4.事件驱动方式 若对端口数据的响应时间要求较严格，可采用事件驱动方式。事件驱动方式3/3 通过设置事件通知，当所希望的事件发生时，Windows 发出该事件已发生的通知，这与 DOS 环境下的中断方式很相似。Windows 定义了 9 种串口通信事件，较常用的有以下三种：EV_RXCHAR:接收到一个字节，并放入输入缓冲区；EV_TXEMPTY:输出缓冲区中的最后一个字符，发送出去；EV_RXFLAG:接收到事件字符(DCB 结构中 EvtChar

9、成员)，放入输入缓冲区。在用 SetmMask()指定了有用的事件后，应用程序可调用 WaitmEvent()来等待事件的发生。SetmMask(hm,0)可使 WaitmEvent()中止。例如:STAT Stat;DWORD dwEvent;SetmMask(hport,EV_RXCHAR);if(WaitmEvent(hport,&dwEvent,NULL)if(dwEvent&EV_RXCHAR)&stat.cbInQue)ReadFile(hport,inBuffer,stat.cbInQue,&nRealRead,NULL);程序中，我们首先用 SetmMask 函数设置事件代码，

10、上面的代码中为EV_RXCHAR，表示接收到一个字符时触发这一事件，然后调用 WaitmEvent 函数等待该事件的发生。注意，WaitmEvent 函数第 3 个参数 1pOverlapped 可以是一个OVERLAPPED 结构的变量指针，也可以是 NULL，当用 NULL 时，表示该函数是同步的，否则表示该函数是异步的。5.几种方式的比较 在一般要求情况下，查询方式是一种最直接的读串口方式。但定时查询存在一个致命弱点，即查询是定时发生的，可能发生得过早或过晚。在数据变化较快的情况下，特别是主控计算机的串口通过扩展板扩展至多个时，需定时地对所有串口轮流查询，此时容易发生数据的丢失。虽然定时

11、间隔越小，数据的实时性越高，但系统的资源也被占去越多。Windows中提出文件读写的异步方式，主要是针对文件I/O 相对较慢的速度而进行的改进，它利用了 Windows的多线程结构。虽然在 Windows中没有实现任何对文件 I/O 的异步操作，但它却能对串口进行异步操作。采用异步方式，可以提高系统的整体性能，在对系统强壮性要求较高的场合，建议采用这种方式。事件驱动方式是一种高效的串口读方式。这种方式的实时性较高，特别是对于扩展了多个串口的情况，并不要求像查询方式那样定时地对所有 串口轮流查询，而是像中断方式那样，只有当设定的事件发生时，应用程序得到Windows操作系统发出的消息后，才进行相应处理，避免了数据丢失。在实时性要求较高的场合，笔者建议采用这种方式。